《终极原理》：1、光速不变？

在上一篇文章中，小编为您详细介绍了关于《《圣天法祖》： 法门初现》相关知识。本篇中小编将再为您讲解标题《终极原理》：1、光速不变？。

1、光速不变？

假设有这样一个场景：我和一个骑自行车的人沿同一直线同一方向运动。已知我的速度是1米每秒，他的速度是5米每秒。那么，他相对于我的速度应该就是4米每秒，因为每过一秒，我前进1米，他前进5米，他相对我前进4米。这看起来理所当然、不容置疑。但是，严格来说，这都是以地面为参照物，并不是以我为参照物，不是“他相对于地面”减去“我相对于地面”，就一定等于“他相对于我”。虽然空间上是成立的：他前进5米，“减去”我前进1米，等于他相对于我前进4米。但是速度就不一定，因为速度还与时间有关。如果时间对所有参照物都是一致变化的，即地面上过一秒，我也是过一秒，那么速度的相对性就与空间一致：即他相对地面的5米每秒，“减去”我相对地面的1米每秒，等于他相对我的4米每秒。但是，事实上，时间的变化不是绝对一致的！因为光速带来了麻烦！现在把骑自行车的人换成一道光。由于我的速度是1米每秒，光的速度是30万千米每秒，如果时间变化是绝对一致的，那么光相对于我的速度就是30万千米减1米每秒。可是，现代科学精确的实验证明了光速不变，即光相对于我的速度还是30万千米每秒。这就反过来证明了时间的变化是不一致的，即静止的地面过了一秒，而运动中的我其实只过了不到一秒。因为地面上每过一秒，光跑了30万千米，我跑了1米，则光相对于我跑了30万千米减1米，只有我过的时间小于1秒，才能使光相对于我还是30万千米每秒。因此得出了一个结论：运动的物体时间变慢。可是，为什么光速不变呢？

我们可以认为骑车的人的速度是先达到与我相同，即都是1米每秒，相对于我是静止。然后，他再加速到5米每秒。那么，我就能认为他相对于我的速度是4米每秒，因为他是在与我相对静止的基础上加速了4米每秒。然而，光速能这样分解吗？可以认为光是先达到1米每秒的速度，保持与我相对静止后，再加速到光速？显然是不可能的，因为光的速度不是从0连续加速到光速的，光一产生就是光速。

假设我坐在一辆匀速行驶的汽车的最后排座位，我突然向车前进方向用手枪开了一枪。这时，静止在地面上的人观测到的子弹的速度会比车上的我观测到的速度要大一些，这是因为子弹叠加了车的行驶速度。现在我如果把手枪换成手电筒，向车前进方向照射一束光。那么，地面观测到的光速是否也快于我观测到的光速呢？答案是：它们竟然是相等的！为什么光速没有叠加车速？子弹为什么就能叠加车速？因为在还没有开枪时，子弹实际存在于弹夹中，它伴随车一起具有相同的速度。而在手电筒还没有照射光时，这束光是不存在的，所以它不可能也伴随车具有相同速度。因此，这束光相对于地面和我都是从无到有，没有差别，都是光速。

假设时间0时刻作为出发时刻，同时我用手电筒照射出光。假设车速为u，光速为c。经过一定时间t，光到达司机的位置。从地面上看，光走过的距离为ct，车走过的距离为ut，司机和我的距离就等于ct-ut。在我看来，司机和我的距离就是光走过的距离ct'（因为我的时间与地面不一样）。由于空间的均匀性，两个参照系的相同两点的距离是线性变换，因此ct'=k(ct-ut)（k为系数）。同理，在我看来，出发点和司机的距离等于出发点后退的距离和光走过的距离，即ut'+ct'。从地面上看，出发点到司机的距离就是光走过的距离，即ct。因此，ct=k(ut'+ct')。两式对应两边相乘，ct'×ct=k(ct-ut)×k(ut'+ct')，进而可以得到系数k=1/√(1-u²/c²)。可见它的变化只与车速u有关，并且u不能大于或等于光速c，否则系数无意义。

因为系数k≠1，所以，对于空间中相同两点的距离，不同参照系的观测结果是不同的。相对运动的参照系的观测结果较大。

2、光速最大？

上面通过这两个式子：ct'=k(ct-ut)和ct=k(ct'+ut')，得到系数k=1/√(1-u²/c²)，所以u＜c。这是否已经证明光速最大？即由光速不变推导出了光速最大。其实，只有假设u＜c的情况下，才能得到上面的两个式子，因为那两个式子要成立的话，都要有一个前提：不管在地面上看来，还是在我看来，车内手电筒发出的光总是能到达司机的位置。实际上，如果车速大于或等于光速，那么从地面上看，手电筒发出的光，就永远到达不了司机的位置，而在我看来，手电筒发出的光，不到一秒就能到达司机，因为光相对于我和司机是光速。这意味着什么？意味着在车内一秒钟发生的事，在地面上的人永远不知道！因此，对于等于或者超过光速的世界，我们永远不知道那个世界发生的事！爱因斯坦的相对论不仅假设了光速不变，也假设了光速最大。

现在车速小于光速，如果接近光速，会发生什么呢？地面上，我手电筒发出的光要经过半天的时间才能到达司机那里。而在我看来，光一秒不到就到了司机的位置，因为光相对于车内还是光速。这是什么概念？车内只过了一秒不到，车外却过了半天！所以，联想一下，光速旅行不是不可能，虽然宇宙很大，距离以光年记，即使宇宙飞船以接近光速飞行，飞一年也只是不到一光年的距离，但是，待在宇宙飞船上的我们，生命时光也许只过了几天。因此，如果要去几光年甚至几十光年的遥远目的地，我们也是等得起！

可见，速度与时间有着微妙的关系，运动的物体时间会变慢。真的没有大于光速的速度吗？。运动速度等于位移除以时间，如果我们把速度的定义扩宽，让速度等于变化的状态除以时间。如果时间无限小接近于0，那么速度就会无穷大。比如一个人买彩票，他从一个未知结果状态到中奖的状态，是瞬时的。他的这种变化速度就是无穷大的。只要变化的过程不是连续的，就意味着变化的速度是无穷大。

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